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智能涂料将逐步取代传统涂料成为发展新趋势

    发布时间:2013-10-29 来源方式:原创

    智能时代来临了,当你开着智能汽车,眼睛瞄着智能导航仪,手里用着智能手机,商场选购智能电器,家里安装智能摄像仪、智能报警器,应顺智能社会发展态势,尽情享受智能化生活的时候,你是否注意到身边色彩绚烂、特殊性能的涂料也在智能着?在一个处处皆是智能化的时代,智能涂料正在成为一股新鲜的涂料新势力,其广泛的应用前景则会为涂料工业创造一片前所未有的市场空间。

     

      智能涂料可以根据光线、温度、声音、压力等改变色彩,可以像幻灯片一样不停地改变图案,甚至可以成为墙体日历、墙体电器开关……

     

      去年,美国科学家研制出一种廉价的太阳能涂料,可利用半导体纳米粒子―量子点产生能量,将光转化为电,有望让我们实现外墙发电这一目标。科学家们指出,这种新式太阳能电池涂料最高的光电转化效率为1%,远远低于目前商用硅基太阳能电池10%到15%的转化率。但是,他们也表示:“这种涂料的制造成本很低,而且可以大规模制造,如果能进一步提高其光电转化效率,就能真正满足未来的能源需求。”卡玛特和同事也计划进一步改进新材料的稳定性。

     

      在2010年的美国化学学会上,科学家宣布成功研制出了一种可以“感知”温度的智能涂料。将该材料涂抹在屋顶,不仅可以在炎热的夏季反射太阳光,降低高昂的电费,而且当冷空气袭来,还能转变角色,把太阳能运输到屋里,保持室内的温度。在涂料制作过程中,废弃食用油首先被液化为一种液态聚合物,与未经加工过的食用油不同,该聚合物不会散发出任何味道。在温暖天气中,涂上智能涂料的沥青屋顶温度将可以下降50-80%;而在寒冷天气中,温度可提高80%。

     

      进入21世纪,欧洲一些国家的涂料专家们提出了开发智能型(Smart coating)涂料的建议,很快获得世界专家的赞同。所谓智能型涂料,是指采用智能性聚合物或材料设计而成的涂料,它具有某种特殊的功能,或以革新的方式达到独特的使用性能。

     

      未来的涂料产品完全可能会朝向智能化方向发展,而家具涂料的智能化还有很大的发展空间,如未来家具涂料可以感知环境状况而呈现不同的色彩来调节主人的精神面貌和心情等。相信随着科技的进步,涂料完全有可能达到智能化。

     

      智能涂料包括传感器类涂料、预示性涂料和功能型涂料等。如在涂料体系中的导电聚合物会起着模拟聚合物中子的作用,即能接受外力刺激而做出应答,因此可用来开发化学、气体、生物、光等方面的传感器型智能涂料。还有通过热致变色聚合物和热敏颜料来开发的新型示温涂料,通过电致发光聚合物涂料来作信号指示灯,车辆驾驶室仪表板、机场跑道、伪装路标等部位涂层以增强可见性,而将光活性颜料加到涂料中能有助于探测针孔、缩孔、划伤痕迹等缺陷,以及用于建筑外墙的自清漆、涂料等。

     

    目前主流的智能涂料主要有几大类型,一类是环境反馈型,包括传感涂料、热敏和压敏涂料等等;一类是纳米应用型,包括自愈合涂料、光学涂料、超导涂料等等;一类是生物活性型,包括抗菌涂料、生物基涂料、光引发和生物引发涂料等等;还有一类是创新性的涂料材料,包括超级疏水涂料、自润滑涂料和自我牺牲涂料等等。

     

      涂料的发展与材料学,尤其是高分子材料的科学发展紧密相关,近年来兴起的纳米材料技术更加速了智能涂料的快速前进。除此之外,环境友好的环保要求,也很大程度地推动智能涂料在水性、无溶剂、高固、能量固化、粉末涂料等领域的突破。尽管未来涂料的发展领域不能被绝对准确地预测,但很清楚的是,随着智能技术的不断出现和微观技术的发展,涂料产品的差异化对社会的影响,将在未来几十年里出现戏剧性的变化——它将帮助我们涂画更美的未来。

    (科技工作部摘录)